【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)
[0001]本專利技術(shù)涉及檢測(cè)
，具體涉及一種氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]氫燃料電池作為新型綠色無(wú)污染發(fā)電裝置，在生產(chǎn)生活中的需求不斷擴(kuò)大，在燃料電池運(yùn)行過(guò)程中，或多或少會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷或者使用環(huán)境的變化或者老化而產(chǎn)生各種故障，然而，現(xiàn)有的氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方案對(duì)氫燃料電池的故障診斷不夠智能和準(zhǔn)確。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0003]本專利技術(shù)正是基于上述問(wèn)題，提出了一種氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)，通過(guò)本專利技術(shù)方案，不僅能在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷是否存在故障，而且能智能、準(zhǔn)確地確定故障原因。
[0004]有鑒于此，本專利技術(shù)的一方面提出了一種氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法，所述氫燃料電池系統(tǒng)包括氫燃料電池堆和附屬組件；所述氫燃料電池堆包括多個(gè)單體電池和端板，所述單體電池包括雙極板和膜電極，所述膜電極包括質(zhì)子交換膜、催化劑層和氣體擴(kuò)散層；所述附屬組件包括供氫組件、供氧組件、溫度管理組件和氫燃料電池系統(tǒng)管理監(jiān)控組件；所述氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法包括：收集歷史燃料電池系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，從所述歷史燃料電池系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)中選擇出與所述氫燃料電池系統(tǒng)匹配的第一故障數(shù)據(jù)；根據(jù)所述第一故障數(shù)據(jù)建立所述氫燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)故障模型庫(kù)和故障因子模型庫(kù)；為所述氫燃料電池系統(tǒng)設(shè)置多組傳感器，對(duì)所述氫燃料電池堆和所述附屬組件進(jìn)行監(jiān)控；通過(guò)所述多組傳感器獲取所述氫燃料電池系統(tǒng)的當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和當(dāng)前三維圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)所述當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和所述...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述氫燃料電池系統(tǒng)包括氫燃料電池堆和附屬組件；所述氫燃料電池堆包括多個(gè)單體電池和端板，所述單體電池包括雙極板和膜電極，所述膜電極包括質(zhì)子交換膜、催化劑層和氣體擴(kuò)散層；所述附屬組件包括供氫組件、供氧組件、溫度管理組件和氫燃料電池系統(tǒng)管理監(jiān)控組件；所述氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法包括：收集歷史燃料電池系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，從所述歷史燃料電池系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)中選擇出與所述氫燃料電池系統(tǒng)匹配的第一故障數(shù)據(jù)；根據(jù)所述第一故障數(shù)據(jù)建立所述氫燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)故障模型庫(kù)和故障因子模型庫(kù)；為所述氫燃料電池系統(tǒng)設(shè)置多組傳感器，對(duì)所述氫燃料電池堆和所述附屬組件進(jìn)行監(jiān)控；通過(guò)所述多組傳感器獲取所述氫燃料電池系統(tǒng)的當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和當(dāng)前三維圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)所述當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和所述當(dāng)前三維圖像數(shù)據(jù)確定是否存在異常；若存在異常，則將所述當(dāng)前工作數(shù)據(jù)輸入所述系統(tǒng)故障模型庫(kù)判斷是否存在故障；若存在故障，則將所述當(dāng)前工作數(shù)據(jù)輸入所述故障因子模型庫(kù)以確定導(dǎo)致出現(xiàn)故障的原因；輸出所述氫燃料電池系統(tǒng)的故障診斷報(bào)告。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，還包括：在所述氫燃料電池堆的生產(chǎn)過(guò)程中和測(cè)試過(guò)程中，獲取所述氫燃料電池堆的各功能組件的第一三維數(shù)據(jù)、第一圖像數(shù)據(jù)、第一生產(chǎn)數(shù)據(jù)、第一測(cè)試數(shù)據(jù)；根據(jù)所述第一三維數(shù)據(jù)和所述第一圖像數(shù)據(jù)建立所述各功能組件的第一標(biāo)準(zhǔn)三維模型庫(kù)；根據(jù)所述第一生產(chǎn)數(shù)據(jù)和所述第一測(cè)試數(shù)據(jù)建立所述各功能組件的第一標(biāo)準(zhǔn)工作模型庫(kù)和第一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)模型庫(kù)；在所述附屬組件生產(chǎn)的過(guò)程中和測(cè)試過(guò)程中，獲取所述附屬組件的第二三維數(shù)據(jù)、第二圖像數(shù)據(jù)、第二生產(chǎn)數(shù)據(jù)、第二測(cè)試數(shù)據(jù)；根據(jù)所述第二三維數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)建立所述附屬組件的第二標(biāo)準(zhǔn)三維模型庫(kù)；根據(jù)所述第二生產(chǎn)數(shù)據(jù)和所述第二測(cè)試數(shù)據(jù)建立所述各附屬組件的第二標(biāo)準(zhǔn)工作模型庫(kù)和第二標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)模型庫(kù)；所述通過(guò)所述多組傳感器獲取所述氫燃料電池系統(tǒng)的當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和當(dāng)前三維圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)所述當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和所述當(dāng)前三維圖像數(shù)據(jù)確定是否存在異常的步驟，包括：獲取所述氫燃料電池堆的第一當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和所述附屬組件的第二當(dāng)前工作數(shù)據(jù)，將所述第一當(dāng)前工作數(shù)據(jù)輸入所述第一標(biāo)準(zhǔn)工作模型庫(kù)和/或所述第一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)模型庫(kù)，將所述第二當(dāng)前工作數(shù)據(jù)輸入所述第二標(biāo)準(zhǔn)工作模型庫(kù)和/或第二標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)模型庫(kù)，并將所述當(dāng)前三維圖像數(shù)據(jù)輸入所述第一標(biāo)準(zhǔn)三維模型庫(kù)和所述第二標(biāo)準(zhǔn)三維模型庫(kù)以確定是否存在異常；所述若存在異常，則將所述當(dāng)前工作數(shù)據(jù)輸入所述系統(tǒng)故障模型庫(kù)判斷是否存在故障的步驟，包括：若存在異常，則將所述第一當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和所述第二當(dāng)前工作數(shù)據(jù)輸入所述
系統(tǒng)故障模型庫(kù)以判斷是否存在故障；所述若存在故障，則將所述當(dāng)前工作數(shù)據(jù)輸入所述故障因子模型庫(kù)以確定導(dǎo)致出現(xiàn)故障的原因的步驟，包括：若存在故障，則將所述第一當(dāng)前工作數(shù)據(jù)和所述第二當(dāng)前工作數(shù)據(jù)輸入所述故障因子模型以確定導(dǎo)致出現(xiàn)故障的原因。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述收集歷史燃料電池系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，從所述歷史燃料電池系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)中選擇出與所述氫燃料電池系統(tǒng)匹配的第一故障數(shù)據(jù)的步驟，包括：從云服務(wù)器獲取多個(gè)類型的燃料電池堆的所述歷史燃料電池系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)；從所述第一三維數(shù)據(jù)、所述第一圖像數(shù)據(jù)、所述第一生產(chǎn)數(shù)據(jù)和所述第一測(cè)試數(shù)據(jù)中提取所述氫燃料電池堆的第一屬性特征數(shù)據(jù)；從所述第二三維數(shù)據(jù)、所述第二圖像數(shù)據(jù)、所述第二生產(chǎn)數(shù)據(jù)和所述第二測(cè)試數(shù)據(jù)中提取所述附屬組件的第二屬性特征數(shù)據(jù)；根據(jù)所述第一屬性特征數(shù)據(jù)和所述第二屬性特征數(shù)據(jù)從所述歷史燃料電池系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)中確定相匹配的所述第一故障數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一故障數(shù)據(jù)建立所述氫燃料電池堆的系統(tǒng)故障模型庫(kù)和故障因子模型庫(kù)的步驟，包括：將所述第一故障數(shù)據(jù)按燃料電池堆整體故障、附屬組件故障、部件故障分成燃料電池堆整體故障數(shù)據(jù)、附屬組件故障數(shù)據(jù)和部件故障數(shù)據(jù)；分別利用所述燃料電池堆整體故障數(shù)據(jù)、所述附屬組件故障數(shù)據(jù)和所述部件故障數(shù)據(jù)對(duì)相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，分別得到所述氫燃料電池堆整體故障模型、各個(gè)所述附屬組件的附屬組件故障模型庫(kù)、各個(gè)所述各功能組件的部件故障模型庫(kù)；將所述氫燃料電池堆整體故障模型、所述附屬組件故障模型庫(kù)和所述部件故障模型庫(kù)整合作為所述系統(tǒng)故障模型庫(kù)；分別利用所述燃料電池堆整體故障數(shù)據(jù)、所述附屬組件故障數(shù)據(jù)和所述部件故障數(shù)據(jù)對(duì)相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，分別得到所述氫燃料電池堆整體故障因子模型、各個(gè)所述附屬組件的附屬組件故障因子模型、各個(gè)所述各功能組件的部件故障因子模型；將所述氫燃料電池堆整體故障因子模型、所述附屬組件故障因子模型和所述部件故障因子模型整合作為所述故障因子模型庫(kù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1
?
4任一所述的氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述端板上設(shè)置有通氣裝置，所述通氣裝置包括進(jìn)氣管、排氣管以及設(shè)置于所述進(jìn)氣管第一控制閥和設(shè)置于所述排氣管的第二控制閥，所述第一控制閥和所述第二控制閥均連接到所述氫燃料電池系統(tǒng)管理監(jiān)控組件；所述雙極板上設(shè)置有流道；所述進(jìn)氣管和所述排氣管均貫穿所述氫燃料電池堆整體；所述進(jìn)氣管和所述排氣管的管道壁上均開設(shè)有與所述雙極板上的所述流道對(duì)接且連通的第一通氣孔以及與所述第一通氣孔一一對(duì)應(yīng)的開關(guān)結(jié)構(gòu)；所述氫燃料電池系統(tǒng)管理監(jiān)控組件通過(guò)電連接控制所述開關(guān)結(jié)構(gòu)的開閉以實(shí)現(xiàn)所述第一通氣孔的打開和閉合；所述進(jìn)氣管和所述排氣管外表面均套設(shè)有密封套，所述密封套上設(shè)置有與所述第一通氣孔連通的第二通氣孔；所述為所述氫燃料電池系統(tǒng)設(shè)置多組傳感器，對(duì)所述氫燃料電池堆和所述附屬組件進(jìn)
行監(jiān)控的步驟，包括：分別獲取所述進(jìn)氣管和所述排氣管的第一結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和第二結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；按符合所述第一結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的第一安裝方式在所述進(jìn)氣管設(shè)置第一傳感器組、按符合所述第二結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的第二安裝方式在所述排氣管設(shè)置第二傳感器組；獲取所述流道的第三結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，按符合所述第三結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的第三安裝方式在所述流道里設(shè)置第三傳感器組。6.一種氫燃料電池系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括：物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器、氫燃料電...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：齊志剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京新研創(chuàng)能科技有限公司，
類型：發(fā)明
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